撰文：埃里克·汉德，来自自然杂志
荷兰是欧洲人口最稠密的国家之一，似乎不是探测来自遥远宇宙的射电低语的理想地点。移动电话塔、电视传输、头顶飞过的飞机，甚至偶尔来自风车的噪音爆发，都在无线电天空中制造了背景噪声。
但是，以埃克斯洛小村庄为中心的低频射电阵列LOFAR的建造者表示，他们已经找到了忽略噪声的方法。通过这样做，荷兰天文研究所ASTRON的天文学家们正在开启电磁频谱的一个区域，这个区域应该包含宇宙历史最早阶段之一的线索，即第一批恒星形成的时期——这是一个即使是最大的光学望远镜也无法触及的时代。
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“许多射电天文学家表示这是不可能实现的，”内梅亨拉德堡德大学的天文学家、国际LOFAR望远镜委员会主席海诺·法尔克说，该委员会是一个管理着耗资1.5亿欧元（1.92亿美元）项目的五国基金会。然而，法尔克和他的同事们在1月9日在德克萨斯州奥斯汀举行的美国天文学会会议上展示了他们的初步成果，以此回击了怀疑论者。“今天的信息是：基本的东西都起作用了。我们可以做到这一点，”他说。
绘制低频天空图需要一台大型望远镜以及消除噪声的能力。当今年晚些时候完成时，该阵列将包含2700个调谐到30-80兆赫的细长偶极天线，以及43000个嵌入在几平方米的扁平瓦片中的天线，这些天线对120-240兆赫敏感。天线将集中在荷兰的40个站点；英国、法国、德国和瑞典的其他8个站点为该阵列提供了额外的角分辨率，用于精细成像。连接LOFAR天线的光纤数据网络还将支持用于地球科学和农业监测的传感器网络（参见“多用途阵列”）。
LOFAR已经带来了惊喜。它对四颗脉冲星（自旋中子星，发出规律的无线电脉冲）的观测表明，宽频率范围内的辐射在时间上聚集在一起，这意味着它们来自脉冲星附近的狭窄区域。LOFAR脉冲星工作组的联合首席研究员、ASTRON的杰森·赫塞尔斯说，这一发现挑战了一种常见的观点，即脉冲星在更广泛的区域内产生无线电信号。
但真正的目标将是探测来自再电离时代的信号。那大约发生在宇宙大爆炸后4亿至8亿年，当时第一批恒星和星系发出的辐射电离了充满新生宇宙的原始氢气，产生了像瑞士奶酪上的孔洞一样的电离气体泡。通过绘制原始氢的微弱21厘米发射线逐渐消失的地图，LOFAR天文学家希望区分两种再电离机制：一种是由恒星的紫外线驱动，另一种是由新生星系中超大质量黑洞的X射线驱动。这将使天文学家能够观察第一批恒星和星系的诞生。
根据最初十个小时盯着无线电天空的几个安静角落的运行，ASTRON的格尔·德布鲁因怀疑，再电离信号可能在400小时的专门观测时间内被探测到——他计划在年底前开始这项活动。
该计划将使LOFAR领先于澳大利亚、南非和新墨西哥州偏远地区的竞争对手再电离项目，这些地点的选择部分是因为它们缺乏无线电噪声。新墨西哥州阿尔伯克基新墨西哥大学的天文学家、在新墨西哥州建造的长波阵列主任格雷格·泰勒承认，LOFAR是在探测再电离竞赛中要击败的阵列——但他说那仅仅是开始。“如果你做出发现，那么这将是某人的诺贝尔奖，”他说。但之后，“它有可能爆发成为一个研究领域”。
本文经《自然》杂志许可转载。这篇文章于2012年1月10日首次发表。